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外延生长SiGe应变硅外延工艺与缺陷控制思路

共计 30 章节
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01
课程导论
SiGe应变硅技术的背景 · 摩尔定律的挑战 · 课程目标与学习路径
课程导论SiGe
02
基础物理
硅与锗的晶体结构 · 晶格常数与失配 · 能带工程基础
基础物理锗的晶体结构
03
应变硅原理
应变对载流子迁移率的影响 · 能带分裂与有效质量降低
应变硅原理应变对载流子迁移…
04
SiGe合金特性
SiGe组分与晶格常数关系 · 临界厚度概念 · Vegard定律
SiGe合金特性
05
外延生长基础
外延生长定义 · 同质外延与异质外延 · 生长模式（层状
外延生长基础外延生长定义
06
CVD外延工艺
CVD基本原理 · 反应前驱体（硅烷 · 锗烷
CVD外延工艺
07
MBE外延工艺
分子束外延原理 · 超高真空条件 · 束流源与衬底温度控制
MBE外延工艺
08
RPCVD技术
减压化学气相沉积优势 · 工艺窗口 · 均匀性控制
RPCVD技术
09
选择性外延生长
选择性原理 · 掩膜材料选择 · 生长条件对选择性的影响
选择性外延生长选择性原理
10
衬底准备
衬底清洗方法（RCA · HF最后清洗） · 表面氧化物去除
衬底准备RCA
11
缓冲层设计
组分渐变缓冲层 · 超晶格缓冲层 · 低温缓冲层的作用与设计原则
缓冲层设计组分渐变缓冲层
12
应变SiGe层生长
恒定组分层的生长 · 应变累积 · 临界厚度计算（Matthews-Bl…
SiGe应变
13
应变硅帽层生长
在SiGe虚拟衬底上生长应变硅 · 界面质量要求 · 厚度控制
应变硅帽层生长SiGe
14
缺陷类型概述
失配位错 · 穿透位错 · 堆垛层错
缺陷类型概述失配位错
15
失配位错形成机制
临界应力 · 位错成核与滑移 · 60°位错与90°位错
失配位错形成机制临界应力
16
穿透位错控制
穿透位错密度（TDD）测量 · 降低TDD的策略 · 循环退火技术
穿透位错控制TDD
17
堆垛层错与微孪晶
形成原因 · 与生长温度的关系 · 抑制方法
堆垛层错微孪晶
18
点缺陷与杂质控制
空位 · 间隙原子 · 碳/氧杂质的影响
点缺陷杂质控制
19
缺陷表征技术
X射线衍射（XRD） · 透射电子显微镜（TEM） · 原子力显微镜（AFM）
缺陷表征技术XRD
20
XRD在应变测量中的应用
高分辨XRD摇摆曲线 · 倒易空间映射 · 应变与组分提取
XRD应变测量
21
TEM在缺陷分析中的应用
截面TEM · 平面TEM · 位错密度统计
TEM缺陷分析
22
AFM与表面形貌
表面粗糙度测量 · 台阶形貌 · 生长模式判断
AFM表面形貌
23
工艺参数对缺陷的影响
生长温度 · 生长速率 · V/III比（或Si/Ge比）
工艺参数对缺陷的…生长温度
24
组分与厚度优化
组分梯度设计 · 厚度与应变平衡 · 避免弛豫
组分厚度优化
25
热预算管理
热循环对位错运动的影响 · 快速热退火（RTA）的应用 · 热应力控制
热预算管理热循环对位错运动…
26
虚拟衬底技术
SiGe虚拟衬底的制备 · CMP平坦化 · 表面再生长
虚拟衬底技术SiGe
27
先进缺陷抑制方法
插入层技术 · 氢气氛辅助生长 · 表面活性剂（如Sb）的使用
先进缺陷抑制方法插入层技术
28
器件集成考量
SiGe源漏 · 应变硅沟道 · 栅堆栈集成中的缺陷问题
器件集成考量SiGe
29
工艺监控与良率
在线监测手段（反射率 · 曲率） · 离线测试
工艺监控良率
30
课程总结与展望
当前技术瓶颈 · 未来方向（GeSn · 二维材料异质集成）
课程总结当前技术瓶颈